DE19858519A1

DE19858519A1 - Pneumatically reversible ram boring machine

Info

Publication number: DE19858519A1
Application number: DE19858519A
Authority: DE
Inventors: Alfons Hesse; Franz-Josef Puettmann
Original assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG; Tracto Technik Paul Schmidt Spezialmaschinen KG
Current assignee: Tracto Technik GmbH and Co KG
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-06-29
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: GB9929543D0; AU753140B2; GB2345928A; GB2345928B; US6371220B1; AU6449899A; DE19858519C2

Abstract

Bei einem Rammbohrgerät zum Herstellen von Erdbohrungen mit einem in einem Gehäuse hin- und herbewegten Schlagkolben ist auf einem in eine Schlagkolbenkammer hineinragenden Steuerrohr verschiebbare Steuerhülse geführt, deren axiale Lage die Bewegungsrichtung des Gerätes bestimmt. Um eine Bewegungsumkehr zu ermöglichen, ist eine mit einer Steuerluftleitung verbundene Steuerkammer zwischen dem Steuerrohr und der Steuerhülse angeordnet, deren vorderes Ende bündig mit einem Kragen am vorderen Ende des Steuerrohrs abschließt.In a ram boring machine for producing earth bores with a percussion piston which is reciprocated in a housing, a control sleeve which is displaceable is guided on a control tube which projects into a percussion piston chamber, the axial position of which determines the direction of movement of the device. In order to enable a reversal of motion, a control chamber connected to a control air line is arranged between the control tube and the control sleeve, the front end of which is flush with a collar at the front end of the control tube.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein pneumatisch umsteuerbares Rammbohr gerät, insbesondere zum grabenlosen Herstellen von Erdbohrungen und zum Verlegen von Leitungen im Erdreich.The invention relates to a pneumatically reversible ram boring device, in particular for trenchless production of earth bores and for laying cables in the ground.

Derartige Rammbohrgeräte werden auch beim Aufweiten von Pilotbohrun gen und zum zerstörenden Ersetzen erdverlegter Rohre eingesetzt; sie besitzen einen in einem Gehäuse mittels Druckluft hin- und herbewegbaren selbststeuernden Schlagkolben, der seine kinetische Energie in einer vorde ren Totpunktlage oder in einer hinteren Totpunktlage auf das Gehäuse über trägt. Auf diese Weise läßt sich das Gerät im Vorlauf oder im Rücklauf betreiben und beispielsweise beim Auftreffen auf ein Bodenhindernis oder beim Herstellen einer Sackbohrung im Rückwärtsgang aus der Erdbohrung herausbewegen.Such ram bores are also used when expanding pilot bores gene and used for the destructive replacement of buried pipes; she have a reciprocable in a housing by means of compressed air self-steering percussion piston, which stores its kinetic energy in a vorde ren dead center position or in a rear dead center position on the housing wearing. In this way, the device can be forwarded or returned operate and, for example, when hitting a ground obstacle or when making a blind hole in reverse from the earth hole move out.

Um das Gerät beispielsweise von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf umzu schalten, ist eine Umsteuerung erforderlich, die ein Abbremsen des Schlag kolbens in einer vorderen Totpunktlage im wesentlichen ohne Übertragung seiner kinetischen Energie auf das Gehäuse mit Hilfe der Betriebsluft sowie eine Rückwärtsverlegung der hinteren Totpunktlage bewirkt, die sicherstellt, daß der Schlagkolben seine kinetische Energie beispielsweise an einen rückwärtigen Innenkragen des Gehäuses abgibt.For example, to move the device from forward to reverse switch, a reversal is required to slow down the blow piston in a front dead center position essentially without transmission its kinetic energy on the housing using the process air as well causes a rearward shift of the rear dead center position, which ensures that the percussion piston transfers its kinetic energy to, for example emits rear inner collar of the housing.

Derartige Umsteuerungen sind in verschiedenen Versionen bekannt. So gibt es mechanisch mit Hilfe des Druckluftschlauchs und pneumatisch oder feder-pneumatisch mit Hilfe der Betriebsluft betätigte Umsteuerungen. Sie können mit einer mechanischen, pneumatischen oder feder-pneumatischen Verriegelung versehen sein, um ein ungewolltes Umschalten von Vorwärts lauf auf Rückwärtslauf und umgekehrt zu verhindern. Such changes are known in different versions. So there it mechanically using the compressed air hose and pneumatically or Spring-pneumatically controlled reversals. she can with a mechanical, pneumatic or spring-pneumatic Locking be provided to prevent unwanted switching from forward prevent running on reverse and vice versa.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift 0 484 839 ist auch bereits ein Rammbohrgerät bekannt, dessen feder-pneumatische Umsteuerung nicht allein von der der Schlagkolbenkammer zugeführten Betriebsluft, sondern auch mit separat zugeführter Steuerluft arbeitet. Um dies zu ermöglichen, besitzt das Gerät ein im Schwanzende gelagertes feststehendes Steuerrohr, das von einem ebenfalls feststehenden konzentrischen kürzeren Steuer luftrohr derart umgeben ist, daß sich ein Ringkanal ergibt, der an eine Steu erluftleitung angeschlossen ist. Der Ringkanal zwischen den beiden Rohren ist über eine Steuerluftöffnung mit einer Umsteuerkammer zwischen dem vorderen Teil des Steuerrohrs und einer Steuerhülse verbunden. Die Steu erhülse ist an ihrem vorderen Ende auf dem Steuerrohr und mit ihrem rück wärtigen Ende auf dem Steuerluftrohr verschiebbar gelagert und wird mit Hilfe der Steuerluft in die Vorlauflage und - nach einem Entlüften der Umsteuerkammer - mit Hilfe der im Arbeitsraum des Schlagkolbens anste henden Betriebsluft in seine Rücklauflage bewegt. Dies geschieht gegen die Kraft einer in der Umsteuerkammer angeordneten vorgespannten Feder.From the European patent application 0 484 839 is also already Ram drilling machine known, the spring-pneumatic reversal is not solely from the operating air supplied to the percussion piston chamber, but instead also works with separately supplied control air. In order to make this possible, the device has a fixed head tube mounted in the tail end, that of a fixed concentric shorter tax air pipe is surrounded in such a way that there is an annular channel which is connected to a tax air line is connected. The ring channel between the two pipes is via a control air opening with a reversing chamber between the front part of the head tube and a control sleeve connected. The tax sleeve is at its front end on the head tube and with its back Current end slidably mounted on the control air tube and is with With the help of the control air in the forward position and - after venting the Reversing chamber - with the help of the trigger in the working area of the percussion piston operating air moves to its return position. This happens against the Force of a biased spring arranged in the reversing chamber.

Nachteilig ist bei diesem Gerät, daß die Steuerhülse mit Hilfe der auf ihre vordere, in der Schlagkolbenkammer angeordneten Stirnfläche wirkenden Arbeitsluft entgegen der Wirkung der in der Umsteuerkammer angeordneten vorgespannten Feder von Vorlauf auf Rücklauf umgestellt wird. Die vordere Stirnfläche der Steuerhülse ist verhältnismäßig groß, weil die Druckfeder in der zwischen dem Steuerrohr und der Steuerhülse befindlichen Umsteuer kammer angeordnet ist und die Kammer daher entsprechend dimensioniert sein muß. Da die Federkraft und die von der Betriebsdruckluft auf die Steu erhülse ausgeübte Kraft in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander ste hen müssen, erfordert die bekannte Umsteuerung im Hinblick auf die Größe der von der Betriebsdruckluft beaufschlagten Stirnfläche der Steuerhülse eine entsprechend bzw. voluminöse starke Feder.The disadvantage of this device is that the control sleeve with the help of its front end face arranged in the percussion piston chamber Working air against the effect of the arranged in the reversing chamber preloaded spring is switched from forward to return. The front one End face of the control sleeve is relatively large because the compression spring in the reversal between the head tube and the control sleeve Chamber is arranged and the chamber is therefore dimensioned accordingly have to be. Since the spring force and the operating compressed air on the tax sleeve exerted force in a balanced relationship to each other hen must, the known reversal in terms of size the end face of the control sleeve which is acted upon by the operating compressed air a corresponding or voluminous strong spring.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, die von der Betriebsdruckluft beaufschlagte Fläche der Steuer hülse möglichst klein zu halten, um auf diese Weise eine entsprechend schwach dimensionierte Rückstellfeder für die Steuerhülse verwenden zu können.Starting from this prior art, the invention is the problem based on the area of the tax acted upon by the operating compressed air to keep the sleeve as small as possible in order to achieve a corresponding use weakly dimensioned return spring for the control sleeve can.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Rammbohrgerät mit einem in die Arbeitskammer des Schlagkolbens eintauchenden gehäusefe sten Steuerrohr mit mindestens einer Steueröffnung, einer auf dem Steuer rohr verschiebbaren Steuerhülse und einer mit einer Steuerluftleitung ver bundenen Steuerkammer zwischen dem Steuerrohr und der Steuerhülse das vordere Ende dieser Steuerhülse mit einem Kragen am vorderen Steuer rohrende im wesentlichen bündig abschließt.The solution to this problem is that with a ram boring machine a housing immersed in the working chamber of the percussion piston Most head tube with at least one steering opening, one on the steering wheel tube displaceable control sleeve and one with a control air line ver bound control chamber between the head tube and the control sleeve that front end of this control sleeve with a collar on the front wheel pipe end essentially flush.

Der Kragen dient als feststehende Steuerkante für den Vorwärtslauf des Geräts, während herkömmliche Geräte häufig eine mit der Steuerhülse ver schiebbare vordere Steuerkante besitzen. Dies bietet den Vorteil, daß der Kragen die Dichtung gegenüber dem Schlagkolbenmantel aufnehmen kann, die sonst von der Steuerhülse aufgenommen werden müßte. Außerdem bietet die Anordnung der Steuerkante an dem gehäusefesten Steuerrohr den Vorteil, daß sie auch bei einem Verspannen oder Verbiegen des Gerätege häuses ihre Lage nicht ändert, während es bei einer an der Steuerhülse angeordneten vorderen Steuerkante infolge erhöhter Reibung aufgrund eines Verbiegens oder Verspannens des Gehäuses zu einer Verlagerung kommen kann. Zu einem Verbiegen kommt es insbesondere, wenn das Rammbohrgerät unterschiedlich feste Erdformationen und/oder eine Kurven bahn durchführt. Der Kragen bewahrt zudem die axial hinter ihm befindliche Steuerhülse vor einem Verschieben durch den sich nach hinten bewegenden Schlagkolben und dient als Anschlag für die Steuerhülse in ihrer Vorlauf stellung.The collar serves as a fixed control edge for the forward running of the Device, while conventional devices often ver with the control sleeve have sliding front control edge. This has the advantage that the Collar can accommodate the seal against the percussion piston skirt, which would otherwise have to be taken up by the control sleeve. Moreover offers the arrangement of the control edge on the housing-fixed head tube Advantage that they are even when the equipment is braced or bent housing does not change its position while it is on the control sleeve arranged front control edge due to increased friction due to a bending or tightening of the housing to a displacement can come. Bending occurs in particular if that Ram drilling rig of different solid formations and / or a curve runs. The collar also retains the one axially behind it Control sleeve before moving by the one moving backwards Percussion piston and serves as a stop for the control sleeve in its lead position.

Demgemäß ist die vordere Stirnfläche der Steuerhülse durch den Steuer rohrkragen gegen den Betriebsluftdruck in der Schlagkolbenkammer abge schirmt, d. h. die Betriebsdruckluft wirkt in der vorderen Endstellung der Steuerhülse in axialer Richtung ausschließlich auf die Stirnseite des festste henden Steuerrohrs, nicht aber auf die Steuerhülse.Accordingly, the front face of the control sleeve is by the tax pipe collar against the operating air pressure in the percussion piston chamber shields, d. H. the operating compressed air acts in the front end position of the Control sleeve in the axial direction only on the face of the hardest head tube, but not on the control sleeve.

Die Steuerhülse stützt sich vorzugsweise mittels einer vorgespannten Rück stellfeder im Gerätegehäuse axial ab; sie wird dann mit Hilfe von in die Steu erkammer eintretender Steuerluft gegen die Kraft der vorgespannten Rück stellfeder auf dem Steuerrohr von ihrer Vorlaufstellung in ihre Rücklaufstel lung bewegt, ohne daß daran die Betriebsdruckluft nennenswert beteiligt ist.The control sleeve is preferably supported by means of a prestressed back spring in the device housing axially; it is then taxed with the help of Chamber entering control air against the force of the biased return spring on the head tube from its forward position to its return position tion moves without the operating compressed air is significantly involved.

Die Steuerkammer befindet sich vorzugsweise zwischen einer rückwärtigen Schulter des Steuerrohrs und einem Innenkragen der Steuerhülse, deren axiale Bewegung durch eine rückwärtige Anschlagschulter begrenzt sein kann.The control chamber is preferably located between a rear one Shoulder of the head tube and an inner collar of the control sleeve, the axial movement may be limited by a rear stop shoulder can.

Um die Steuerkammer mit Steuerluft zu versorgen, kann die Wandung des Steuerrohrs außen mit einer Längsnut versehen sein, die zusammen mit einem das Steuerrohr konzentrisch umgebenden Führungsrohr einen in die Steuerkammer mündenden Steuerluftkanal bildet. Der Steuerluftkanal ist an eine Steuerluftleitung angeschlossen, die vorzugsweise durch den Druckluft schlauch verläuft, über den das Gerät mit Betriebsluft versorgt wird.In order to supply the control chamber with control air, the wall of the Steering tube outside be provided with a longitudinal groove, which together with a guide tube concentrically surrounding the control tube into the Control chamber opening control air duct forms. The control air duct is on a control air line connected, preferably through the compressed air hose runs through which the device is supplied with operating air.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.The invention is illustrated below with the aid of one in the drawing Exemplary embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 die Gesamtansicht eines Rammbohrgeräts mit einer erfindungsge mäßen Umsteuerung in vereinfachter Darstellung, Fig. 1 is a general view of a ram boring device with an erfindungsge MAESSEN reversal in a simplified representation,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Umsteuerung mit der Steuerhülse in der Vorlaufstellung und Fig. 2 is an enlarged view of the reversal with the control sleeve in the forward position and

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch mit der Steuer hülse in ihrer Rücklaufstellung. Fig. 3 is a representation corresponding to FIG. 2, but with the control sleeve in its return position.

Das Rammbohrgerät ist vom Konstruktions- und Arbeitsprinzip her betrachtet so aufgebaut wie das in der deutschen Patentschrift 21 57 259 beschriebene Rammbohrgerät, dessen Umsteuerung jedoch anders beschaffen ist; es besteht aus einem Gehäuse 1, dessen Spitze zentrisch, wie dargestellt, oder exzentrisch ausgebildet sein kann und in dessen rückwärtigem Teil ein Anschlagring 2 mit achsparallelen Abluftkanälen 3 angeordnet ist. Im Anschlagring 2 ist dreh- und verschiebefest ein Steuerrohr 4 gelagert, des sen rückwärtiges Ende mit einem Betriebsluftschlauch 5 verbunden ist. Ist diese Verbindung drehfest, dann besteht die Möglichkeit, das Rammbohrge rät mit Hilfe des Schlauchs von außerhalb des Erdreichs zu drehen. Das Steuerrohr 4 ragt mit seinem vorderen Ende in eine mit Steueröffnungen 6 versehene Kammer 7 eines Schlagkolbens 8.From a construction and working principle, the ram boring machine is constructed in the same way as the ram boring machine described in German patent specification 21 57 259, the reversal of which, however, is different; it consists of a housing 1 , the tip of which can be formed centrally, as shown, or eccentrically and in the rear part of which a stop ring 2 with axially parallel exhaust air ducts 3 is arranged. In the stop ring 2 is rotatably and displaceably mounted a head tube 4 , the rear end of which is connected to an operating air hose 5 . If this connection is non-rotatable, there is the option of turning the ram boring machine with the help of the hose from outside the ground. The front end of the control tube 4 projects into a chamber 7 of a percussion piston 8 provided with control openings 6 .

Zwischen dem Steuerrohr 4 und dem die Schlagkolbenkammer 7 umgren zenden Mantel 9 des Schlagkolbens 8 befindet sich eine axial verschiebbare Steuerhülse 10, deren vorderer Teil auf dem vorderen, durchmessergröße ren Teil 11 des Steuerrohrs 4 verschiebbar gelagert ist. Am vorderen Ende des Steuerrohrs 4 bzw. des durchmessergrößeren Steuerrohrteils 11 befin det sich ein Außenkragen 12, der die vordere ringförmige Stirnfläche der Steuerhülse 10 verdeckt bzw. bündig mit der Steuerhülse 10 abschließt. Des weiteren sind in dem durchmessergrößeren vorderen Teil 11 des Steuer rohrs 4 Steueröffnungen 13 angeordnet, die während des Vorlaufbetriebs des Rammbohrgeräts, wie in Fig. 2 dargestellt, von der Steuerhülse 10 ver schlossen sind. Im rückwärtigen Teil der Steuerhülse 10 befindet sich ein Innenkragen 14, mit dem die Steuerhülse auf einem das Steuerrohr 4 umge benden Rohr 15 geführt ist. Des weiteren befindet sich zwischen dem Innen kragen 14 und einer rückwärtigen Schulter 16 des durchmessergrößeren Steuerrohrteils 11 eine Steuerkammer 17, in die ein Steuerluftkanal 18 mün det. Der Steuerluftkanal 18 besteht aus einer Längsnut in der Wandung des Steuerrohrs 4, die nach außen hin durch das Führungsrohr 15 verschlossen ist.Between the head tube 4 and the perimeter piston 7 surrounding jacket 9 of the percussion piston 8 there is an axially displaceable control sleeve 10 , the front part of which is slidably mounted on the front, diameter-sized part 11 of the head tube 4 . At the front end of the control tube 4 or the larger diameter control tube part 11 is an outer collar 12 , which covers the front annular end face of the control sleeve 10 or is flush with the control sleeve 10 . Furthermore, 4 control openings 13 are arranged in the larger-diameter front part 11 of the control tube, which are closed by the control sleeve 10 during the preliminary operation of the ram boring machine, as shown in FIG. 2. In the rear part of the control sleeve 10 there is an inner collar 14 with which the control sleeve is guided on a control tube 4 vice verse pipe 15 . Furthermore, there is a control chamber 17 between the inner collar 14 and a rear shoulder 16 of the larger diameter control tube part 11 , in which a control air duct 18 mün det. The control air duct 18 consists of a longitudinal groove in the wall of the control tube 4 , which is closed to the outside by the guide tube 15 .

Die Steuerhülse 10 stützt sich über eine vorgespannte Rückstellfeder 19 an dem Anschlagring 2 ab und liegt in ihrer Vorlaufstellung (Fig. 2) mit ihrem Innenkragen 14 an der Schulter 16 des durchmessergrößeren Steuerrohr teils 11 und in ihrer Rücklaufstellung (Fig. 3) mit ihrem rückwärtigen Ende 20 vor einer Anschlagschulter 21 des Führungsrohrs 15.The control sleeve 10 is supported by a prestressed return spring 19 on the stop ring 2 and is in its forward position ( Fig. 2) with its inner collar 14 on the shoulder 16 of the larger diameter control tube part 11 and in its return position ( Fig. 3) with its rear End 20 in front of a stop shoulder 21 of the guide tube 15 .

Beim Umschalten von Vorwärtslauf auf Rückwärtslauf, d. h. bei einer Ver schiebung der Steuerhülse 10 von ihrer Lage gemäß Fig. 2 in ihre Lage gemäß Fig. 3, wird Steuerluft von außen über den Steuerluftkanal 18 in die Steuerkammer 17 geleitet und die Steuerhülse 10 mit Hilfe dieser Steuerluft gegen die Kraft der Rückstellfeder 19 solange nach hinten verschoben, bis ihr rückwärtiges Ende 20 auf die Anschlagschulter 21 des Führungsrohrs 15 trifft und die Steueröffnungen 13 im durchmessergrößeren Teil des Steuer rohrs freiliegen. Um vom Rückwärtslauf (Fig. 3) in den Vorwärtslauf umzu schalten, wird die Steuerkammer 17 über den Steuerluftkanal 18 entlüftet, so daß die Rückstellfeder 19 die Steuerhülse 10 in die Vorlaufstellung (Fig. 2) zurückbewegt.When switching from forward to reverse, ie when shifting the control sleeve 10 from its position according to FIG. 2 into its position according to FIG. 3, control air is passed from the outside via the control air duct 18 into the control chamber 17 and the control sleeve 10 with the help of this Control air against the force of the return spring 19 moved back until its rear end 20 meets the stop shoulder 21 of the guide tube 15 and the control openings 13 are exposed in the larger diameter part of the control tube. In order to switch from reverse running ( FIG. 3) to forward running, the control chamber 17 is vented via the control air channel 18 , so that the return spring 19 moves the control sleeve 10 back into the forward position ( FIG. 2).

Die Steuerhülse 10 wird während ihrer Bewegung zwischen ihren beiden Endstellungen nur dann stirnseitig von der Betriebsdruckluft beaufschlagt, wenn die Steueröffnungen 13 im Steuerrohr 4 offen sind. Dem kommt jedoch keine entscheidende Bedeutung zu, weil die Stirnfläche der Steuerhülse ins gesamt sehr klein ist.During its movement between its two end positions, the control sleeve 10 is only acted upon by the operating compressed air at the end when the control openings 13 in the control tube 4 are open. However, this is not of crucial importance because the end face of the control sleeve is very small overall.

Claims

1. ram boring machine with a percussion piston ( 8 ) which is pneumatically moved back and forth in a housing,

- A housing-fixed head tube ( 4 ) with at least one Steueröff opening ( 13 ),
- A control sleeve ( 10 ) which can be displaced on the head tube,
- A control chamber ( 17 ) connected to a control air line ( 18 ) between the control tube and the control sleeve and
- One with the front end of the control sleeve flush the outer collar ( 12 ) at the front head tube end ( 11 ).

2. A ram boring machine according to claim 1, characterized in that the control opening ( 13 ) is arranged in the driving direction behind the outer collar ( 12 ).

3. A ram boring machine according to claim 1 or 2, characterized in that the control sleeve ( 10 ) is axially supported by a prestressed spring ( 19 ) in the device housing ( 1 , 2 ).

4. A ram boring machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control chamber ( 17 ) between a rear shoulder ( 16 ) of the head tube ( 4 ) and an inner collar ( 14 ) of the control sleeve ( 10 ) is arranged.

5. ram boring machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the axial movement of the control sleeve ( 10 ) is limited by a rear stop shoulder ( 21 ).

6. A ram boring machine according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that a control air duct ( 18 ) opens into the control chamber ( 17 ) in the region of the rear shoulder ( 16 ) of the control tube ( 4 ).

7. ram boring machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control tube ( 4 ) with a in the control chamber ( 17 ) opening longitudinal groove ( 18 ) and is surrounded by a guide tube ( 15 ).